專利名稱：一種材料截面輪廓向內(nèi)側(cè)凸出的氣門(mén)彈簧的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于彈簧，具體的說(shuō)是一種材料截面輪廓向內(nèi)側(cè)凸出的氣門(mén)彈簧。
背景技術(shù)：
在發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)中，氣門(mén)彈簧的作用是與配氣凸輪配合，在整個(gè)配氣過(guò)程中保證氣門(mén)按照配氣凸輪輪廓形狀確定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律開(kāi)啟和關(guān)閉。基于產(chǎn)品的使用特點(diǎn)，決定了氣門(mén)彈簧需要擁有很高的疲勞壽命。氣門(mén)彈簧1常用的材料其截面形狀是圓形的(參見(jiàn)圖1)，在彈簧受力(如壓力)時(shí)， 彈簧材料內(nèi)側(cè)所受的應(yīng)力要大于外側(cè)的應(yīng)力，其應(yīng)力分布參見(jiàn)圖2，圖2中中間剖面線部分為彈簧材料的圓形截面2，圓形截面2周圍呈放射狀分布的箭頭為彈簧受力時(shí)應(yīng)力的方向， 箭頭的長(zhǎng)度為應(yīng)力的相對(duì)大小，從圖中可見(jiàn)，應(yīng)力在截面圓周各個(gè)部位的大小不同，尤其是內(nèi)側(cè)最大、外側(cè)最小，應(yīng)力的分布形成一個(gè)橢圓，這種應(yīng)力分布不均的現(xiàn)象，會(huì)導(dǎo)致彈簧內(nèi)側(cè)早于外側(cè)達(dá)到疲勞壽命，造成彈簧材料的性能不能完全發(fā)揮，且彈簧的疲勞壽命較短。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題和提出的技術(shù)任務(wù)是克服現(xiàn)有技術(shù)用圓形截面材料制得的氣門(mén)彈簧壽命較低的缺陷，提供一種材料截面輪廓向內(nèi)側(cè)凸出的氣門(mén)彈簧。為解決本實(shí)用新型提出的技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是一種材料截面輪廓向內(nèi)側(cè)凸出的氣門(mén)彈簧，其由線材繞制成螺旋狀，其特征是所述線材的截面輪廓的內(nèi)側(cè)部分的曲率半徑小于外側(cè)部分的曲率半徑使線材的整個(gè)截面輪廓呈向內(nèi)側(cè)凸出狀(可簡(jiǎn)稱該截面為卵形截面)。尤其是，所述線材的截面輪廓的內(nèi)側(cè)頂端位置的曲率半徑最小。所述線材的截面輪廓的內(nèi)側(cè)部分為橢圓的一部分，且其長(zhǎng)軸方向與彈簧的直徑方向一致；所述線材的截面輪廓的外側(cè)部分為圓的一部分；所述的內(nèi)側(cè)部分與外側(cè)部分平滑過(guò)渡。本實(shí)用新型通過(guò)將彈簧材料的截面形狀由圓形改為卵形，可在材料截面面積相等的前提下，有效地改變彈簧工作時(shí)內(nèi)外側(cè)的應(yīng)力分布情況，降低彈簧內(nèi)側(cè)的應(yīng)力，使彈簧材料截面的應(yīng)力分布由偏心圓變成近似的同心圓，從而使彈簧材料的性能得以充分利用，提高了彈簧的使用壽命。

圖1為圓形截面彈簧材料制成的氣門(mén)彈簧。圖2為圖1所示氣門(mén)彈簧在受力時(shí)材料截面上的應(yīng)力分布示意圖。圖3為本實(shí)用新型卵形截面彈簧材料制成的氣門(mén)彈簧。圖4為圖3所示氣門(mén)彈簧在受力時(shí)材料截面上的應(yīng)力分布示意圖。圖中標(biāo)號(hào)說(shuō)明1-圓形截面材料制得的氣門(mén)彈簧，2-圓形截面，3-卵形截面材料制得的氣門(mén)彈簧，4-卵形截面，5-內(nèi)側(cè)部分，6-外側(cè)部分，7-截面輪廓的內(nèi)側(cè)頂端。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明。如圖3、4所示，本實(shí)用新型的材料截面輪廓向內(nèi)側(cè)凸出的氣門(mén)彈簧3，由線材繞制成螺旋狀，線材的截面輪廓的內(nèi)側(cè)部分5的曲率半徑小于外側(cè)部分6的曲率半徑使線材的整個(gè)截面輪廓呈向內(nèi)側(cè)凸出狀(可簡(jiǎn)稱該截面為卵形截面4)。進(jìn)一步的，線材的截面輪廓的內(nèi)側(cè)頂端位置7的曲率半徑最小。線材的截面輪廓的內(nèi)側(cè)部分5為橢圓的一部分，且其長(zhǎng)軸方向與彈簧的直徑方向一致；線材的截面輪廓的外側(cè)部分6為圓的一部分；內(nèi)側(cè)部分5 與外側(cè)部分6平滑過(guò)渡。在彈簧受力(如壓力)時(shí)，該卵形截面彈簧材料內(nèi)側(cè)所受的應(yīng)力相對(duì)于圓形截面彈簧材料有所減小，其應(yīng)力分布參見(jiàn)圖4，圖4中中間剖面線部分為該彈簧材料的卵形截面 4，卵形截面4周圍呈放射狀分布的箭頭為彈簧受力時(shí)應(yīng)力的方向，箭頭的長(zhǎng)度為應(yīng)力的相對(duì)大小，從圖中可見(jiàn)，應(yīng)力在截面圓周各個(gè)部位的大小趨于一致，應(yīng)力的分布趨近為圓形， 較為均勻，由于降低了材料截面上的最大應(yīng)力點(diǎn)，從而可以有效地提高材料的應(yīng)力設(shè)計(jì)水平，充分發(fā)揮彈簧材料的潛能，做到了產(chǎn)品的輕量化設(shè)計(jì)，并延長(zhǎng)彈簧的疲勞壽命。
權(quán)利要求1.一種材料截面輪廓向內(nèi)側(cè)凸出的氣門(mén)彈簧(3)，其由線材繞制成螺旋狀，其特征是 所述線材的截面輪廓的內(nèi)側(cè)部分(5)的曲率半徑小于外側(cè)部分(6)的曲率半徑使線材的整個(gè)截面輪廓呈向內(nèi)側(cè)凸出狀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種材料截面輪廓向內(nèi)側(cè)凸出的氣門(mén)彈簧，其特征是所述線材的截面輪廓的內(nèi)側(cè)頂端位置(7)的曲率半徑最小。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種材料截面輪廓向內(nèi)側(cè)凸出的氣門(mén)彈簧，其特征是 所述線材的截面輪廓的內(nèi)側(cè)部分(5)為橢圓的一部分，且其長(zhǎng)軸方向與彈簧的直徑方向一致；所述線材的截面輪廓的外側(cè)部分(6)為圓的一部分；所述的內(nèi)側(cè)部分(5)與外側(cè)部分 (6)平滑過(guò)渡。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種材料截面輪廓向內(nèi)側(cè)凸出的氣門(mén)彈簧，現(xiàn)有技術(shù)用圓形截面材料制得的氣門(mén)彈簧壽命較低，本實(shí)用新型由線材繞制成螺旋狀，其特征是所述線材的截面輪廓的內(nèi)側(cè)部分的曲率半徑小于外側(cè)部分的曲率半徑使線材的整個(gè)截面輪廓呈向內(nèi)側(cè)凸出狀(可簡(jiǎn)稱該截面為卵形截面)。本實(shí)用新型通過(guò)將彈簧材料的截面形狀由圓形改為卵形，可在材料截面面積相等的前提下，有效地改變彈簧工作時(shí)內(nèi)外側(cè)的應(yīng)力分布情況，降低彈簧內(nèi)側(cè)的應(yīng)力，使彈簧材料截面的應(yīng)力分布由偏心圓變成近似的同心圓，從而使彈簧材料的性能得以充分利用，提高了彈簧的使用壽命。
文檔編號(hào)F16F1/04GK201953875SQ201020540718
公開(kāi)日2011年8月31日 申請(qǐng)日期2010年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月25日
發(fā)明者王衛(wèi)剛 申請(qǐng)人:浙江美力科技股份有限公司